超小型シンチレータタイルをもちいたデジタルハドロンカロリメータの開発研究

超小型闪烁体瓦片数字强子量热仪的研发

基本信息

批准号：
16028207
负责人：
竹下徹
金额：
$ 4.67万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

デジタルカロリメータを作るために種々のシミュレーションと細分化されたシンチレーターの読み出しについて研究した。(1)シミュレーションで判ったこと(1-1)電磁シャワー測定器とするためには、1cmx1cmのサイズでは不十分である。(1-2)1cmx1cmの超小型サイズの測定器であってもハドロン相互作用に含まれる電磁シャワー成分(パイゼロ)の寄与は50GeV入射以上では無視できないこと。これの解決策としては2ビットせみデジタル方式が対応可能である。ただし0,1,10,100MIP(最小エネルギーロス単位)と設定する。(1-3)ハドロン相互作用の末裔である中性子の寄与は、シンチレーターを測定器に用いる場合、ガス測定器を用いるより重大な影響を及ぼす。これは時間情報を測定することにより、選別可能である。この中性子の寄与をなくした場合、吸収物質に鉛を用いる場合、鉄を用いる場合に比べて、シャワー半径を小さくできる。(2)超小型シンチレーターの製作と読み出し試験(2-1)1cmx4cmx0.2cmのシンチレーターを製作し、波長変換ファイバー(直径1mm)からの通過荷電粒子によるシンチレーション光を観測した。今まで知られている、2.3p.e.(photon elelctron数)より大きく改善された5.6p.e.を得た。その理由は3MRadiant Mirror Filmを巻くことにより光量が増加したものと推測できる。(2-2)波長変換ファイバーからの光を電気信号に変換する、素子の開発を行った。半導体光センサーで磁場中で可動なもので、1mmx1mm程度の面積が光の受光面積で(波長変換ファイバーのサイズと合致)数千のピクセルに分割されているものを開発中である。各ピクセルはガイガーあるいは疑似ガイガーモードで入射光子1個に対し、信号1を出力する。

他研究了各种模拟和细分闪烁体的读数，以制造数字量表。（1）在模拟（1-1）中发现的是为了成为电磁淋浴测量仪器，1 cmx1cm的大小还不够。（1-2）即使是1cmx1cm超尺寸测量仪器，也不得忽略强子相互作用中包含的电磁淋浴组件（PIEZERO）的贡献。作为解决方案，可以使用2位恐怖数字系统。但是，设置为0,1,10,100 MIP（最小能量损失单位）。（1-3）中子的贡献是强子相互作用的后代，在使用闪烁体进行测量装置时，使用气体测量仪器具有更大的效果。可以通过测量时间信息来选择。如果消除了该中子的贡献，则将铅用于吸收物质，与使用铁相比，可以减少淋浴半径。（2）产生超小闪烁体（2-1）1CMX4CMX0.2cm闪烁体的生产和阅读测试，观察到来自波长转化纤维（直径1 mm）的带电颗粒发出的闪烁光。它获得了5.6p.e。已大大提高了2.3p.e。可以估计，通过缠绕3mradiant镜膜来增加光的原因。（2-2）开发了一种将光转换纤维转化为电信号的元素。它是一个半导体光传感器，可在磁场中移动，并且正在开发一个具有光接收区域的像素的像素（与波长转换纤维的大小相匹配）。每个像素在Geiger或Pseudo Geiger模式下输出一个信号1至-Gloss光子。